Question

【題目】工業上冶煉鋁的原料是鋁土礦(主要成分是Al2O3，雜質為Fe2O3、FeO、SiO2等),某研究小組設計的提純Al2O3的方案如下：

(1)加入過量鹽酸后過濾出的濾渣中含有____________________，加入過量的NaOH溶液，過濾后的濾液中含有的溶質有_______________________(均填化學式)。

(2)加入過量NaOH溶液過濾后，若濾渣中Fe(OH)2也被氧化，則每消耗0.1mol氧氣有多少_____mol Fe(OH)2被氧化。

(3)寫出通入過量CO2生成沉淀A時反應的離子方程式為___________________，沉淀A加熱得到Al2O3的化學方程式為____________________。

(4)假設鋁土礦中含雜質49%，則1噸鋁土礦理論上可生產多少__________mol鋁。

Answer 1

【答案】SiO2 NaOH NaAlO2 NaCl 0．4 AlO2-＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3- 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O 10000

【解析】

鋁土礦的成分是Al2O3、Fe2O3、FeO、SiO2，其中Al2O3為兩性氧化物，Fe2O3、FeO為堿性氧化物，SiO2為酸性氧化物，加入鹽酸，發生Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O、Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O，過濾，濾液中含有Al3＋、Fe3＋、Fe2＋、H＋、Cl－，加入過量的NaOH溶液，發生H＋＋OH－=H2O、Al3＋＋4OH－=AlO2－＋2H2O、Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓、Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓，過濾，濾液2中含有離子是Na＋、OH－、AlO2－、Cl－，通入過量CO2，發生OH－＋CO2=HCO3－、AlO2－＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－，沉淀A為Al(OH)3，沉淀A受熱分解為氧化鋁和水，然后逐步分析；

（1）根據上述分析，加入過量的鹽酸后，濾出的濾渣為SiO2，加入過量的NaOH溶液，過濾后的濾液中含有的溶質為NaCl、NaAlO2、NaOH；

（2）氫氧化亞鐵被氧氣氧化成氫氧化鐵，根據得失電子數目守恒，0.1mol×2×2=n[Fe(OH)3]×1，即n[Fe(OH)3]=0.4mol；

（3）通入過量CO2，發生OH－＋CO2=HCO3－、AlO2－＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－，因此生成氫氧化鋁沉淀的離子方程式為AlO2－＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－；氫氧化鋁受熱分解：2Al(OH)3Al2O3+3H2O；

（4）鋁土礦中含雜質為49%，則含氧化鋁為51%，根據鋁元素守恒，因此有=n(Al)，解得n(Al)=10000mol。